Отстойники
В отстойниках происходит процесс осаждения под действием силы тяжести твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в суспензии. В практике химических производств осаждение в отстойниках применяют преимущественно для разделения грубых суспензий. Отстойники могут быть аппаратами периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.
Отстойники периодического действия в большинстве случаев представляют собой низкие резервуары без перемешивающих устройств. В этих аппаратах подача суспензии, слив осветленной жидкости и удаление осадка происходят периодически.
В аппаратах полунепрерывного действия подача суспензии и слив осветленной жидкости происходят непрерывно, а осадок по мере накопления периодически удаляется из отстойника через нижние спускные устройства. При этом выбирают такое значение скорости протекания суспензии, чтобы частицы успевали осесть на дно отстойника прежде, чем жидкость выйдет из аппарата.
В отстойниках непрерывного действия подача суспензии, слив осветленной жидкости и удаление осадка происходят непрерывно. Конструктивно эти аппараты выполняются одно, двух- и многоярусными.
К отстойникам также относятся осветлители, где одновременно с отстаиванием производится фильтрация сточной воды через слой взвешенного осадка, и осадкоуплотнители, в которых одновременно с очисткой воды производится уплотнение образовавшегося осадка.
Отстойники подразделяются на вертикальные, горизонтальные и радиальные в зависимости от направления движения потока жидкости.
Большое распространение в химической промышленности получили одноярусные гребковые отстойники непрерывного действия.
Рисунок - Одноярусный отстойник непрерывного действия
Эти аппараты представляют собой невысокие цилиндрические резервуары со слегка коническим днищем. У верхнего края резервуара установлен кольцевой прямоугольный желоб для отвода осветленной жидкости. Внутри резервуара имеются гребковые мешалки, которые вращаются с частотой до 200 об/мин. Суспензия непрерывно подается сверху через трубу, осветленная жидкость стекает через верхний желоб, а сгущенная суспензия оседает на днище и медленно перемещается гребками к центральному патрубку, через который откачивается насосом.
Отстойники этого типа выполняют диаметром до 100 м; их часовая производительность достигает 125 т осадка. Основной недостаток одноярусных гребковых отстойников — громоздкость.
В отстойниках непрерывного действия образуется четыре зоны:
- зона осветленной жидкости А,
- зона свободного оседания В, в которой отдельные частицы или хлопья оседают под действием силы тяжести,
- переходная зона С, в верней части которой имеет место «свободное оседание зерен»,
- зона уплотнения суспензии D, в которой оседание происходит за счет давления зерен на нижележащие слои и вытеснение жидкости через поры и каналы в слое сгущаемой суспензии.
Эффективность отстаивания (эффективность осадкообразования в отстойниках) вычисляют по формуле:
Как правило, эффективность отстаивания составляет 40-60% при продолжительности 1-1,5 ч; эффективность работы осветлителей достигает 70%.
Значительно большей компактностью отличаются двухъярусные отстойники, которые имеют два отделения, расположенные одно на другим.<
Значительно большей компактностью отличаются двухъярусные отстойники, которые имеют два отделения, расположенные одно на другим.
Рисунок - Двухъярусный отстойник
Для увеличения эффективности осаждения частиц твердой фазы в жидкую фазу добавляют различные флокулянты, способствующие росту скорости осаждения взвешенных веществ.
В этих аппаратах верхнее и нижнее отделения соединены трубой, которая опущена ниже уровня сгущенной суспензии в нижнем отделении. Суспензия подается раздельно в оба отделения аппарата, а сгущенный продукт откачивается только из нижнего отделения. Осветленная жидкость отводится из верхней части каждого отделения аппарата. В таком отстойнике давление столба более тяжелой суспензии уравновешивается более высоким столбом осветленной жидкости. Изменением высоты последнего можно регулировать высоту столба сгущаемой суспензии и распределение питания.
1 - чан; 2 - сливной желоб; 3 - загрузочная воронка; 4 - разгрузочный конус; 5 - центральный вал; 6 - граблины; 7 - ферма; 8 - привод; 9 - механизм для подъема вала с граблинами; 10 - указатель перегрузки сгустителя.
Радиальный отстойник с центральным приводом в двух исполнениях:
Отстойники могут быть диаметром 18, 24 и 30 м.
Описание схемы мокрого измельчения (дезагрегации) литопона-полуфабриката в замкнутом цикле с применением отстойникой непрерывного действия для классификации и сгущения суспензии.
Классификация суспензии с применением гравитационных отстойников протекает эффективно при условии значительного разбавления суспензии (40-80 г/л). Из схемы видно, что разбавление суспензии производится частично за счет рециркулирующей в системе воды.